洪坤^1,2*，曹曼倩²，王文轩²，高亚男²

1. 淮阴工学院矿盐资源深度利用技术国家地方联合工程研究中心, 江苏 淮安 2230032. 淮阴工学院化学工程学院, 江苏 淮安 223003

收稿日期:2021-06-16修回日期:2021-07-15出版日期:2021-09-28发布日期:2021-09-28
通讯作者:洪坤

基金资助:国家自然科学基金项目;江苏省六大人才高峰项目

Multi-scale CFD simulation of fluidization characteristics in a methanol-to-olefin fluidized bed

Kun HONG^1,2*, ManqianCAO², Wenxuan WANG², Ya'nan GAO²

1. National & Local Joint Engineering ResearchCenter for Deep Utilization of Mineral-salt Resources, Huaiyin Institute ofTechnology, Huai'an, Jiangsu 223003, China2. Faculty of Chemistry Engineering, HuaiyinInstitute of Technology, Huai'an, Jiangsu 223003, China

Received:2021-06-16Revised:2021-07-15Online:2021-09-28Published:2021-09-28
Contact:Kun HONG

摘要/Abstract

摘要： 近些年，我国成功开发了以煤为原料的甲醇制烯烃(Methanol to Olefins, MTO)生产工艺和技术，带动煤制烯烃产业的快速发展，保障了国家能源安全。流化床式反应器是MTO工业生产的核心反应装置，通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法深入认知MTO流化床内的流化特性规律具有重要的意义，它可以从理论上更加准确地指导MTO流化床的优化与放大。本工作采用基于宏观?亚网格层次的气泡EMMS曳力和传统TFM耦合计算的多尺度CFD方法，对工业尺度MTO流化床内的多相流化行为进行了三维数值模拟。模拟结果表明，该多尺度CFD方法考虑了气泡结构对气?固相间曳力的影响，能较准确地预测MTO流化床内轴向颗粒浓度的“S-型”分布规律，且得到实验数据的验证；所预测的径向颗粒浓度分布呈现出经典的“环?核”分布规律，气体/颗粒的轴向时均速度在径向上的分布也与实际情况相互佐证，表明该多尺度CFD方法显著改善了基于均匀曳力的传统TFM对于宏观流场的预测能力。下一步工作将多尺度CFD方法拓展应用于MTO流化床优化放大及反应特性的研究。

引用本文

洪坤 曹曼倩 王文轩 高亚男. 甲醇制烯烃流化床内流化特性的多尺度CFD模拟[J]. 过程工程学报, 2021, 21(9): 1012-1022.
Kun HONG Manqian CAO Wenxuan WANG Ya'nan GAO. Multi-scale CFD simulation of fluidization characteristics in a methanol-to-olefin fluidized bed[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(9): 1012-1022.

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